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1、摘要摘要22第一章第一章 绪绪 论论221.11.1 智能小车的意义和作用智能小车的意义和作用 331.21.2 智能小车的现状智能小车的现状 33第二章第二章 方案设计与论证方案设计与论证 442.12.1 主控系统主控系统442.22.2 电机驱动模块电机驱动模块442.32.3 循迹模块循迹模块662.42.4 避障模块避障模块772.52.5 机械系统机械系统772.62.6 电源模块电源模块88第三章第三章 硬件设计硬件设计 883.13.1 总体设计总体设计883.23.2 驱动电路驱动电路993.33.3 信号检测模块信号检测模块10103.43.4 主控电路主控电路1111第四
2、章第四章 软件设计软件设计12124.14.1 主程序模块主程序模块12124.24.2 电机驱动程序电机驱动程序12124.34.3 循迹模块循迹模块13134.44.4 避障模块避障模块1515第五章第五章 制作安装与调试制作安装与调试 1818结束语结束语1818致谢致谢1919参考文献参考文献1919智能循迹避障小车智能循迹避障小车三明学院-物理与机电工程学院-电子信息工程一班 方龙华 摘 要：利用红外对管检测黑线、超声波模块躲避障碍物与红外人体感应控制 无人时车开，有人时车停，并以 STC89C52 单片机为控制芯片控制电动小汽车 的速度及转向，从而实现自动循迹避障的功能。其中小车驱
3、动由 L298N 驱动电 路完成。 关键词： L298N；超声波测距模块；红外对管 第一章第一章 绪论绪论1.11.1 智能小车的意义和作用智能小车的意义和作用 自第一台工业机器人诞生以来，机器人的发展已经遍及机械、电子、冶金、交通、宇航、国防等领域。近年来机器人的智能水平不断提高，并且迅速地改变着人们的生活方式。人们在不断探讨、改造、认识自然的过程中，制造能替代人劳动的机器一直是人类的梦想。1.21.2智能小车的现状智能小车的现状现智能小车发展很快，从智能玩具到其它各行业都有实质成果。其基本可实现循迹、避障、检测贴片、寻光入库、避崖等基本功能，这几节的电子设计大赛智能小车又在向声控系统发展。
4、比较出名的飞思卡尔智能小车更是走在前列。我此次的设计主要实现循迹避障这两个功能。第二章第二章 方案设计方案设计2.12.1 主控系统主控系统 在综合考虑了传感器、两部电机的驱动等诸多因素后，决定采用 STC89C52 为主 控芯片。 2.22.2 电机驱动模块电机驱动模块 原本打算采用 H 桥式电路，但由于焊接起来不方便，最后采用集成芯片 L298N。2.32.3 循迹模块循迹模块 采用两只红外对管分别置于小车车身前轨道的两侧，根据两只光电开关接受到 白线与黑线的情况来控制小车转向来调整车向，测试表明，只要合理安装好两 只光电开关的位置就可以很好的实现循迹的功能。2.42.4 超声波避障模块超
5、声波避障模块采用超声波测距模块置于车前方，判断与障碍物的距离并通过单片机控制小车前进方向。2.52.5 人体红外感应模块人体红外感应模块采用 HC-SR501 红外感应模块，控制小车的启停。2.62.6 机械系统机械系统小车的机械系统要求稳定、灵活、简单，我这边是将玩具小车改装而来，具有省时省力、稳定性强等功能。2.62.6 电源模块电源模块电源模块我采用双电源模式，12V 电源给 L298N 供电，5V 电源给整个系统供电。 第三章第三章 硬件设计硬件设计3.13.1 总体设计总体设计智能小车采用前轮控制方向，后轮前进或后退，将循迹光电对管分别装在车体下的左右。当车身下左边的传感器检测到黑线
6、时，主控芯片控制前轮电机左转，车向左修正，当车身下右边传感器检测到黑线时，主控芯片控制右轮电机右转，车向右修正。避障的原理是判断小车与不同方向障碍物的距离，从而选择往远的方向开。3.1.13.1.1 主板设计框图如图主板设计框图如图 3.13.1图 3.1 主板设计框图3.23.2 驱动电路驱动电路电机驱动一般采用 H 桥式驱动电路，L298N 内部集成了 H 桥式驱动电路，从而可以采用 L298N 电路来驱动电机。通过单片机给予 L298N 电路 PWM 信号来控制小车的速度，起停。其引脚图如 3.2，驱动原理图如图 3.3。Stc89c52循迹红外对管人体红外 感感应感应复位电路报警电路电
7、机驱动超声波避 障模块图 3.2 L298N 引脚图图 3.3 驱动原理图3.33.3 信号检测模块信号检测模块小车循迹原理是小车在画有黑线的白纸 “路面”上行驶，由于黑线和白纸对光线的反射系数不同，可根据接收到的反射光的强弱来判断“道路”黑线。笔者在该模块中利用了简单、应用也比较普遍的检测方法红外探测法。红外探测法，即利用红外线在不同颜色的物理表面具有不同的反射性质的特点。在小车行驶过程中不断地向地面发射红外光，当红外光遇到白色地面时发生漫发射，反射光被装在小车上的接收管接收；如果遇到黑线则红外光被吸收，则小车上的接收管接收不到信号，从而实现信号的检测。电路图如图3.4。市面上有很多红外传感
8、器，在这里我选用 TCRT5000 型光电对管。采用以下电路图：第四章第四章 程序设计程序设计4.14.1 循迹避障模块循迹避障模块循迹避障框图循迹避障框图：#include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int int time; int succeed_flag; uchar timeL; uchar timeH; sbit Trig=P34; sbit Echo=P32; sbit KEY1 = P33;sbit P3_5=P35; sbit P3_6=P36; sbit P3_7=P37; sbit P2_6=P26
9、; sbit P2_4=P24; sbit P2_3=P23; uchar code table=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x6 6,0x6d,0x7d,0x07,0x7f, 0x6f; uchar code table1=0,1,2,3;开始利用超声波测距利用红外对管检测黑线当距离小于给定值，让小车后退， 当距离大于给定值，左边对管测 到黑线，则小车左转，右对管测 到黑线则右转，当有人的时候， 红外人体感应输出低电平，利用 单片机控制小车停，并且放歌结束void Outside_Init(void) EX0 = 1; /开外部中断 0 IT0 = 1; /负边沿触发EX1 =
10、 1; /开外部中断 1 IT1 = 1; /负边沿触发EA = 1; /开总中断 uchar Count;sbit Speak =P25; unsigned char code SONG = 0x12,0x22,0x34,0x84,0x74,0x54,0 x38,0x42,0x32,0x22,0x42,0x34,0x 84,0x72,0x82,0x94,0xA8,0x08, /前奏 0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0 x31,0x21,0x32,0x62, /竹林的灯火 到过的沙漠0x32,0x31,0x21,0x32,0x82,0x71,0 x81,0x71,0
11、x51,0x32,0x22, /七色的国度 不断飘逸风中0x32,0x31,0x21,0x32,0x52,0x32,0 x31,0x21,0x32,0x62, /有一种神秘 灰色的旋涡0x32,0x31,0x21,0x32,0x83,0x82,0x71,0x72,0x02, /将我卷入了迷雾中0x63,0xA1,0xA2,0x62,0x92,0x82, 0x52, /看不清的双手0x31,0x51,0x63,0x51,0x63,0x51,0 x63,0x51,0x62,0x82,0x7C,0x02, /一朵花传来谁经过的温柔0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA2, 0x71
12、,0x76, /穿越千年的伤痛0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0 x31,0x36, /只为求一个结果0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3, 0x73,0x62,0x53, /你留下的轮廓 指引我0x42,0x63,0x83,0x83,0x91,0x91, /黑夜中不寂寞0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x0A2,0 x71,0x76, /穿越千年的哀愁0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0x52,0 x31,0x36, /是你在尽头等我0x61,0x71,0x82,0x71,0x62,0xA3,0x73,0x62,0x53, /最美丽的感动 会值得0x42,0x82,0x88,0x02,0x74,0x93,0 x89,0xff/结束标志 /用一生守候 ; uchar code jmszl= /
